Գիտնականները պարզել են, թե ինչպես են սարդերը պարզում, թե ոստայնի որ հատվածն է ստացել իրենց զոհը

Բովանդակություն:

Գիտնականները պարզել են, թե ինչպես են սարդերը պարզում, թե ոստայնի որ հատվածն է ստացել իրենց զոհը
Գիտնականները պարզել են, թե ինչպես են սարդերը պարզում, թե ոստայնի որ հատվածն է ստացել իրենց զոհը
Anonim

Մաթեմատիկոսները հայտնաբերել են մի պարզ սկզբունք, որը թույլ է տալիս սարդերին պարզել, թե հաջորդ զոհը որսացել է իրենց ցանցի որ հատվածում, ինչպես նաև օգտագործել համացանցը ՝ շրջակա միջավայրի մասին տեղեկատվություն մշտապես հավաքելու համար: Նրանց արդյունքները հրապարակվել են SIAM Journal on Applied Mathematics- ում:

«Սարդոստայնը բնական, շատ թեթև և էլեգանտ կառույց է, որն ունի ահռելի ուժ իր զանգվածի նկատմամբ: Մինչ այժմ մենք նույնիսկ չունեինք պարզեցված մեխանիկական մոդել, որը կբնութագրեր այս երկչափ թրթռացող համակարգի աշխատանքը և բնույթը, «Նրա հեղինակներից մեկը, Ուդինեի (Իտալիա) համալսարանի մաթեմատիկայի պրոֆեսոր Անտոնիո Մորասին:

Սարդոստայնը տասնամյակներ շարունակ գրավել է գիտնականների լայն տեսականի: Օրինակ, ինժեներներին և մաթեմատիկոսներին հետաքրքրում են ցանցի կառուցվածքի սկզբունքները, կենսաքիմիկոսներն ու քիմիկոսները `դրա կազմը և բաղադրիչները գործնականում օգտագործելու հնարավորությունները, իսկ էվոլյուցիոնիստները` այն մասին, թե ինչպես են սարդերը սովորել հյուսել նման ցանցեր:

Գիտնականները հույս ունեն, որ այս փորձերը կօգնեն մարդկությանը «պատճենել» բնության որոշ գյուտեր և կսովորեցնի դրանք օգտագործել մեր նպատակների համար: Օրինակ, այս տարվա հուլիսին գենետիկները վերծանեցին Մադագասկարի սարդերի գենոմը, որոնք հյուսում են Երկրի վրա ամենաուժեղ որսացող ցանցերը և հայտնաբերեցին յուրահատուկ սպիտակուց, որը նրանց որսացող ցանցերը դարձնում է Քևլարից 10 անգամ ուժեղ:

Մորասին և նրա գործընկեր Ալեքսանդր Կավանոն Սան Պաուլոյի համալսարանից (Բրազիլիա) գտել են հիմնական կենսաբանական առեղծվածներից մեկի մաթեմատիկական պատասխանը. Ինչպես են սարդերը գրեթե ակնթարթորեն որոշում իրենց հաջորդ ոստայնի որ հատվածի մեջ է ընկել, ինչպես նաև տարբերակել պատահականից: քամու հարվածներ կամ ճյուղերի հարվածներ …

Որսորդական մաթեմատիկա

Վեբը հյուսված է ճառագայթային և պարուրաձև մանրաթելերից, որոնց կազմը և գործառույթը տարբերվում են: Վերջիններս բաղկացած են մետաքսի «փափուկ» տեսակից, որը կպչում է զոհին եւ թույլ չի տալիս նրան դուրս գալ որսորդի ցանցից: Radառագայթային թելերը կազմված են այս սպիտակուցային մանրաթելերի լրացուցիչ ուժեղ տատանումներից, որոնք պահում են վեբը տեղում և կանխում են դրա ծռվելը:

Նախկինում մաթեմատիկոսները փորձել են դրանք ներկայացնել որպես միաչափ կառույցներ, որոնց երկայնքով տարածվում են սարդի «ընթրիքից» կամ պատահական գործընթացներից առաջացած թրթռումները: Այս մոդելները լավ աշխատանք կատարեցին ՝ նկարագրելով, թե ինչպես են առաջանում տատանումների տարբեր տեսակներ, բայց նրանք չկարողացան բացատրել, թե ինչպես է ութ ոտանի գիշատիչը ճշգրիտ որոշում իրենց տեսակը և տեղայնացնում աղբյուրները:

Կավանոն և Մորասին լուծեցին այս խնդիրը ՝ սարդոստայնը պատկերացնելով որպես մի տեսակ երկչափ թաղանթ, որը բաղկացած է երկու տեսակի բազմաթիվ միահյուսված մանրաթելերից: Այս մեմբրանի մակերեսի երկայնքով տարածվում են տարբեր տեսակի թրթռումներ: Այս մոտեցումը թույլ տվեց իրենց դնել սարդոստայնի տեղում, որը թաքնված է ցանցի կենտրոնում, և հասկանալ, թե ինչպես է այն «լսում» իր զոհերին, քամին և աղմուկի այլ աղբյուրներ:

Հաշվարկները ցույց են տվել, որ գիշատիչը որոշում է իր որսի դիրքը `համեմատելով, թե որքան է փոխվում նրա ոտքերին դիպչող տարբեր ճառագայթային մանրաթելերի ձգման ուժը: Սարդի ութ ոտքերը, ըստ հետազոտողների, միանգամայն բավարար են միանշանակորեն որոշելու թրթռումների աղբյուրը և հասկանալու, թե ինչն է դրանք առաջացնում:

Նմանատիպ մաթեմատիկական սկզբունքները, ըստ Մորասիի, կարող են կիրառվել գերզգայուն ճնշման տվիչներ և այլ սենսորներ ստեղծելու համար ՝ համացանցում սարքի սկզբունքներին նման, ինչպես նաև այլ գործնական խնդիրներ լուծելու համար:

Խորհուրդ ենք տալիս: